[发明专利]有机电致发光显示设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种设置有有机电致发光元件和TFT(薄膜晶体管)的有机电致发光显示设备，尤其涉及一种设置有使用改善的非晶氧化物半导体的TFT的有机电致发光显示设备。在下面的描述中，除非以其它方式指明，TFT是指电场效应型薄膜晶体管。

背景技术

近年来，随着液晶、电致发光(EL)技术等的发展，平板显示(FPD)设备已经投入实际使用。具体地说，期望能够以低电压提供高亮度光发射的有机电致发光元件(以下将其称为有机EL元件)，该有机电致发光元件使用在施加电流时被激励发光的薄膜材料，以在包括蜂窝电话显示器、个人数字助理(PDA)、计算机显示器、车辆信息显示器、TV监视器、通用照明等宽范围的应用中实现该设备在厚度、重量、尺寸和能耗方面的降低。

这些FPD通过TFT有源矩阵电路进行驱动，在该TFT有源矩阵电路中，设置在玻璃衬底上的非晶硅薄膜或多晶硅薄膜用作有源层。

同时，按照FPD在厚度、重量和抗损坏性方面的进一步改善，已经试图使用重量轻且柔性的树脂衬底代替玻璃衬底。

然而，由于采用前述硅薄膜的TFT的制造需要在相对高的温度下的热处理，这很难在抗热性通常很低的树脂衬底上直接形成该膜。

基于上述考虑，正在积极研究TFT，其中对于半导体薄膜采用能够在低温下形成层的非晶氧化物，诸如In-Ga-Zn-O非晶氧化物(例如，参见日本专利申请公开(JP-A)No.2006-165529和IDW/AD’05(2005年12月06日)第845-846页)。由于采用非晶氧化物半导体的TFT能够在室温下形成层，因此能够形成在膜上，所以近来作为用于有源层的材料而引起关注。具体地说，Tokyo Institute of Technology的Hosono等人报告指出，采用非晶InGaXnO₄(a-IGZO)的TFT即使在PEN衬底上也具有大约10cm²/Vs的场效应迁移率，这比形成在玻璃上的a-Si型TFT要高，因而，该TFT尤其作为膜TFT而引起关注(例如，参见Nature第432卷(2004年11月25日)，第488-492页)。

然而，在使用采用a-IGZO的TFT时，例如，对于显示设备的驱动电路来说，1cm²/Vs到10cm²/Vs的迁移率并非是令人满意的特性，并且还存在诸如高截止电流和低开关电流比的问题。具体地说，当TFT用于有机EL显示设备中的有机EL元件的驱动TFT时，不充分的迁移率和开关电流比很难获得高亮度的有机EL显示器。因此，对于TFT，为了用于驱动有机EL元件，需要在迁移率和开关电流比方面进行进一步改善。

由于使用非晶氧化物半导体的TFT能够在室温下形成膜，并且能够被制造作为柔性塑料膜的衬底，所以这些作为用于膜(柔性)TFT的有源层的材料而引起了关注。具体地说，如在JP-A No.2006-165529中已经指出，通过在半导体层(有源层)中采用In-Ga-Zn-O型氧化物，TFT形成在PET衬底上并且具有10cm²/Vs的场效应迁移率和10³或更大的开关电流比。该非晶氧化物半导体TFT例如适用于采用柔性塑料膜作为衬底的柔性有机EL显示设备的驱动TFT或开关TFT。然而，在TFT用作有机EL显示设备的驱动TFT时，还不能实现迁移率和开关电流比的足够属性，因而很难提供高亮度的有机EL显示设备。这是因为，传统上，当降低有源层中电子载流子的浓度以减小截止电流时，电子迁移率也同时被减小，从而很难获得同时具有满意的截止属性和高迁移率的TFT。

此外，已经发现如下问题：具有有机EL元件和向该有机EL元件施加电流的驱动TFT的有机EL显示设备由于其多个以及复杂的制造工艺而需要高的制造成本；易于在布线连线的连接点处产生连接缺陷，并且易于在有机EL元件的下电极和上电极之间产生电短路。

为了增强有机EL显示设备的亮度，本发明人对用于增强场效应迁移率和改善TFT的开关电流比的手段进行了积极研究。结果发现一种有效的手段，即，设计有机EL显示设备以具有至少包括衬底、栅电极、栅极绝缘膜、有源层、源电极和漏电极的驱动TFT，其中该驱动TFT还包括位于所述有源层与所述源电极和漏电极中的至少一个之间的电阻层。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有高亮度、高效率和高可靠性的有机EL显示设备，并且特别是提供一种能够形成在柔性树脂衬底上的具有高亮度、高效率和高可靠性的有机EL显示设备。

上述目的将通过如下方式实现。